DE1458941B1 - Verfahren zur Herstellung von beruhigtem Stahl - Google Patents

Description

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Um beruhigten Stahl herzustellen, setzt man die während des Walzens nicht verschweißen sondern

Beruhigungsmittel wie Aluminium oder auch SiIi- zu Dopplungen am gewalzten Material Anlaß geben,

zium zumeist dem flüssigen Stahl beim Ausleeren aus Nach einem anderen Verfahren läßt man den unbe-

dem Stahlschmelzofen in die Gießpfanne zu. Diese ruhigt vergossenen Stahl in der Kokille einige

Arbeitsweise gilt insbesondere für die Herstellung von 5 Minuten kochen, wobei sich eine ausreichend dicke,

weichen beruhigten Tiefziehstählen, bei denen im saubere Randschicht ausbildet, und gibt erst dann

allgemeinen nur mit Aluminium beruhigt wird. das Beruhigungsmittel zu.

Besonders bei weichen beruhigten Tiefziehstählen Obwohl man versucht, das Beruhigungsmittel bis aber auch bei anderen Stählen, die gemeinsam mit in die unteren Blockteile hineinzustoßen oder beiAluminium und Silizium oder einem anderen Mittel io spielsweise in Form von Draht hineinzuschießen, beruhigt wurden, beobachtet man immer wieder gibt es noch kein Verfahren der Aluminiumzugabe, nichtmetallische Einschlüsse, die sich bevorzugt unter daß eine ausreichend gute Verteilung des Beruhider Oberfläche des Gußblockes festgesetzt haben. gungsmittels über die Länge des Blockes gewähr-Diese Einschlüsse beeinträchtigen die Qualität des leistet. Es zeigt sich nämlich stets, daß im oberen, Erzeugnisses und zwingen gegebenenfalls zum Putzen 15 dem Kopfteil des Blockes, mehr Aluminium zu oder Abflämmen der Oberfläche des Gußblockes finden ist als im unteren, dem Fußteil. Der Fußteil oder des vorgewalzten Blockes. Solche Maßnahmen des Blockes ist häufig unterberuhigt, und dann ist bissind sehr teuer; sie kosten Arbeitszeit und Verluste weilen der ganze Block unbrauchbar; zumindest gibt an Eisen. ' es qualitative Unterschiede im Enderzeugnis, je nach

Man hat versucht, die von der Beruhigung her- 20 Lage des Gußblockes.

rührenden Einschlüsse durch Abhängenlassen der Es ist auch die Zugabe anderer, nicht zur BeGießpfanne aus dem Stahl zu entfernen; es hat sich ruhigung des Stahles dienender Stoffe in eine sich mit aber gezeigt, daß eine solche Maßnahme nur bei schmelzflüssigem Stahl füllende Kokille bekannt.
Stählen, die mit Silizium beruhigt wurden, einen Bei dem Verfahren nach der deutschen Patentgewissen Erfolg hat. Bei Beruhigung mit Aluminium 25 schrift 972 144 soll der Thomasstahl, insbesondere brachte eine solche Maßnahme keine Verbesserung. unberuhigter Thomasstahl, der aus einem Roheisen Man kann solche Produkte zum guten Teil dadurch mit niedrigem Mangangehalt hergestellt ist und außer vermeiden, daß man den Stahl vor Zugabe der Be- dem üblichen, bei der Desoxydation erfolgenden ruhigungsmittel reinigt, insbesondere mit Hilfe der Manganzusatz keine Manganzugabe erhält, in der bekannten Entgasungsverfahren durch Anwendung 30 Kokille behandelt werden, wobei dem Stahl bei bevon Unterdruck. ginnender Erstarrung soviel Kohlenstoff, vorzugs-Diese Maßnahmen haben einen unbestreitbaren weise in Form von Graphit, zugegeben wird, daß der Erfolg. Sie scheinen allerdings auch gerade bei nur beim Vergießen des Stahles aufgenommene Sauermit Aluminium beruhigten weichen Stählen wenig stoff vollständig als Kohlenoxyd den Block verläßt, anzuschlagen, und sie haben den weiteren Nach- 35 Wie ersichtlich, handelt es sich hierbei um eine teil, daß sie recht aufwendig sind und den Stahl ver- spezielle Desoxydation mittels Kohlenstoff, nicht teuern. aber um eine Beruhigung des Stahles, weil Kohlen-Unberuhigt erstarrter Stahl besitzt bekanntlich stoff ein Mittel ist, den Stahl unruhig zu machen, so ebenfalls Einschlüsse. Aber, dank der Kochbewegung daß er nur das Gegenteil einer Beruhigung erreichen — besonders während der ersten Zeit der Erstarrung 40 kann.

in der Kokille — ist die Randschicht des unberuhigt Aus der österreichischen, 1912 erschienenen erstarrten Stahlblockes sehr sauber. Es liegt deshalb Patentschrift 61 676 ist ein Verfahren zur Verbesseder Gedanke nahe, den Stahl unberuhigt in die rung der Eigenschaften von Flußeisenblöcken beKokille zu vergießen und erst in der Kokille mit kannt, bei dem das in der Erstarrung begriffene, im Aluminium oder anderen Mitteln zu beruhigen. So 45 Inneren noch flüssige Blockmaterial durch Einführen wurde in großem Umfange derart gearbeitet, daß eines aluminothermischen Gemisches auf den Boden während des Gießens des unruhigen Stahles in eine der Gießform in eine wirbelartige Bewegung versetzt übliche Kokille zu Ende des Gießvorganges in den wird. Hierdurch sollen Gasblasen und Schlacken-Gießstrahl die Beruhigungsmittel, wie insbesondere teilchen an die Oberfläche gerissen und Seigerungen Aluminium, zugegeben werden. Das Aluminium löst 50 vermieden werden. Dabei handelt es sich bekanntlich sich gut auf, und der Gießstrahl führt noch zu einer um ein Gemisch aus feinteiligem Aluminium mit ausreichend guten Verteilung und Durchmischung solchen Mengen an Oxyd eines Metalles mit gegenim Block, so daß über die Länge des Blockes die über Aluminium geringerer Affinität zum Sauerstoff, Aluminiumgehalte verhältnismäßig gleichmäßig ver- wobei nach der Zündung der Sauerstoff des Oxydes teilt sind. 55 oder gegebenenfalls in Form eines Peroxydes zusätz-Dennoch kommt es immer wieder vor, daß der lieh vorhandener Sauerstoff das Aluminium zu Gießstrahl und mit ihm das Beruhigungsmittel nicht Tonerde oxydiert. Es findet eine außerordentlich mehr bis in den Fußteil des Blockes hinunterdringt hohe Wärmeentwicklung statt und eine mechanische und daß dann der untere Blockteil zu wenig oder Beunruhigung des besonders heißen, in der Kokille kein Aluminium mitbekommen hat. Ein weiterer 60 befindlichen, flüssigen Stahles. Eine Beruhigung ist Nachteil dieser bekannten Arbeitsweise liegt darin, damit weder beabsichtigt, noch wird sie damit erzielt, daß die saubere Randschicht, die sich nur bis zum Eine solche nachträgliche Beruhigung in der Ko-Beginn der Aluminiumzugabe während des Voll- kille stellt demnach die folgenden drei Forderungen: gießens aufbauen kann, sehr dünn ist. Schließlich hat Die bei unberuhigter Erstarrung gewonnene es sich gezeigt, daß der Lunker und lunkerige Locker- 65 saubere Randschicht muß dick genug sein, d. h., stellen im Blockkopf mit den Produkten der Beruhi- daß das Beruhigungsmittel erst nach einigen Minuten gungsmittel sehr stark verunreinigt sind, so daß die der Erstarrung und des Auskochens in die Kokille beim beruhigten Stahl unvermeidlichen Hohlstellen zugegeben werden darf.

Das Beruhigungsmittel muß aber über die Länge des Blockes gleichmäßig verteilt sein.

Die Lunkerhohlräume müssen frei von Produkten der Beruhigungsmittel sein.

Diese drei Forderungen werden durch das neue Verfahren erfüllt, bei dem erfindungsgemäß der Stahl unberuhigt in eine Kokille mit Blockhaube vergossen wird, bis der Spiegel des Stahles soeben in den unteren Teil der Haube reicht, daß sodann das Gießen unterbrochen wird, bis der Stahl in der Kokille kräftig kocht, die beim Erstarren unberuhigten Stahles übliche Umlaufbewegung erhält und sodann nach einer Koch- und Teilerstarrungszeit, vorzugsweise von 1 bis 5 Minuten, der Block durch weiteres Füllen der Blockhaube unter gleichzeitiger Zugabe des oder der vorzugsweise in körniger Form befindlichen Beruhigungsmittel fertiggegossen wird.

Als Beruhigungsmittel kommt in erster Linie Aluminium in Form von Granalien in Frage. Man kann aber auch auf diese Weise andere Beruhigungs- ao mittel, wie Silizium, Titan, Zirkon, zugeben.

Es hat sich als besonders wichtig erwiesen, daß vor dem Vollgießen mit gleichzeitigem Zusatz des Beruhigungsmittels der Stahl in der Kokille zu kräftigem Kochen mit dem üblichen gerichteten Umlauf des flüssigen Stahles in der Kokille gelangt sein muß; anderenfalls zeigten die Erfahrungen, daß keine gute Verteilung des Beruhigungsmittels über die Länge des Blockes und bis in den Fußteil des Blockes hinein erreicht werden kann.

Je dicker die unberuhigt erstarrte Randschicht sein soll, um so langer muß die Wartezeit gehalten werden, nach welcher die Kokille unter Zusatz des oder der Beruhigungsmittel vollzugießen ist.

Es hat sich im Betrieb eine Arbeitsweise gut bewährt, bei der man den ersten Block vollgießt, nachdem der zweite Block bis in den unteren Teil der Blockhaube hinein vollgegossen wurde und bei welcher der zweite Block vollgegossen und beruhigt wird, nachdem der dritte Block vergossen war usw.

Die Vorteile der Erfindung liegen in folgendem:
1. Es wird eine ausreichend dicke Randschicht des Gießproduktes erzielt, die frei von Produkten der Beruhigungsmittel ist. Die Oberflächenbeschaffenheit der entsprechenden Erzeugnisse ist demnach sehr gut.

2. Es entfallen damit die Lohn- und Materialkosten für das Verputzen oder Flämmen des nach der üblichen Praxis hergestellten beruhigten Stahles.

3. Das Erzeugnis ist gleichmäßig beruhigt, und zwar über die ganze Länge des Gußblockes.

4. Da vor der Beruhigung bereits ein nicht unerheblicher Teil des flüssigen Stahles erstarrt war, ist nach der Beruhigung des lunkernde Stahlvolumen kleiner; damit wird auch der Lunker kleiner, das erforderliche Haubenvolumen zur Erzielung eines lunkerfreien Materials verringert sich, das Aufbringen des Stahles wächst.

5. Die Lunkerhohlräume sind frei von Produkten der Beruhigungsmittel und verschweißen gut.

Jede Art von Beruhigungsmitteln kann für sich oder in zweckmäßiger Verbindung nach diesem Verfahren verwandt werden. Voraussetzung des Verfahrens ist lediglich, daß vor der Beruhigung der Stahl in der Kokille kocht. Das Verfahren ist nicht beschränkt auf weiche, kohlenstoffarme Güten, es kann auch auf kohlenstoffreichere Güten angewendet werden, die bekanntlich dadurch zum besseren Kochen gebracht werden können, daß Sauerstoff in irgendeiner Form dem Stahl zum Gießstrahl oder in die Kokille oder das andere, an sich bekannte, das Kochen begünstigende Zusätze zugegeben werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von beruhigtem Stahl unter Zugabe von Beruhigungsmitteln beim Gießen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl unberuhigt in eine Kokille mit Blockhaube vergossen wird, bis der Spiegel des Stahles soeben in den unteren Teil der Haube reicht, daß sodann das Gießen unterbrochen wird, bis der Stahl in der Kokille kräftig kocht, die beim Erstarren unberuhigten Stahles übliche Umlaufbewegung erhält und sodann nach einer Koch- und Teilerstarrungszeit, vorzugsweise von 1 bis 5 Minuten, der Block durch weiteres Füllen der Blockhaube unter gleichzeitiger Zugabe des oder der vorzugsweise in körniger Form befindlichen Beruhigungsmittel fertiggegossen wird.